2017-2018學年物理人教版選修3-1　2.1電源和電流同步練習-教師用卷

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2。1電源和電流同步練習一、單選題電源電動勢反映了電源把其它形式的能量轉化為電能的能力，因此()A.電動勢是一種非靜電力

B。電動勢越大，表明電源儲存的電能越多

C。電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映

D。電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓【答案】C【解析】解:A、電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負極搬運到正極所做的功，不是一種非靜電力，故A錯誤．

BC、電動勢是描述電源把其它形式的能量轉化為電能本領的物理量，是非靜電力做功能力的反映，電動勢越大，表明電源將其它形式的能轉化為電能的本領越大，故B錯誤,C正確．

D、電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,在閉合電路中電源兩極間的電壓是路端電壓，小于電源電動勢,故D錯誤．

故選：C．

如圖所示,已知R1=R2=R3=1Ω，當開關S閉合后，電壓表的讀數(shù)為1V;當開關S斷開后，電壓表的讀數(shù)為A.1V B.1.2V C。2V D.4V【答案】C【解析】【分析】

當開關S閉合時，電阻R3與R2并聯(lián)后與R1串聯(lián),當S斷開時，R1與R3串聯(lián)，電壓表測量R1的電壓.根據(jù)閉合電路歐姆定律對兩種情況分別列式，聯(lián)立即可求得電源的電動勢E.

對于閉合電路，根據(jù)兩種情況由閉合電路歐姆定律列出方程組，是求解電源電動勢和內(nèi)電阻常用的方法和思路，要加強這方面的訓練，做到熟練掌握。

【解答】

當開關S閉合時，電阻R3與R2并聯(lián)后與R1串聯(lián)，外電路總電阻為：R=12R2+R1=1.5Ω，電路中干路電流為：I=UR1=11A=1A，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I(R+r)=1.5+r…①

當K有一橫截面積為S的銅導線,流經(jīng)其中的電流強度為I，設每單位體積的導線中有n個自由電子，電子的電量為e,此時電子的定向移動速度為v，在△t時間內(nèi)，通過導線的橫截面積的自由電子數(shù)目可表示為()A。nvs△t B。nv△t C。I△te 【答案】C【解析】解:在t時間內(nèi)，以速度v移動的電子在銅導線中通過的距離為vt,由于銅導線的橫截面積為S，則在t時間內(nèi),電子經(jīng)過的導線體積為

V=vtS．

又由于單位體積的導線有n個自由電子，則在t時間內(nèi)，通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N=nvSt．

由于流經(jīng)導線的電流為I，則在t時間內(nèi),流經(jīng)導線的電荷量為Q=It,而電子的電荷量為e,則t時間內(nèi)通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為:N=I△te,故C正確．

故選:C下列用電器中，利用電流的熱效應的是()A.洗衣機 B.電視機 C.電熨斗 D。電冰箱【答案】C【解析】解：A、洗衣機工作時主要把電能轉化為機械能,不是利用電流熱效應工作的，故A錯誤；

B、電視機也是利用了電流的磁效應來工作的,故B錯誤；

C、電熨是利用了電流的熱效應，來加熱的，故C正確．

D、電冰箱工作時主要把電能轉化為機械能，不是利用電流熱效應工作的.故D錯誤;

故選：C．

如圖所示,在NaCl溶液中,正、負電荷定向移動，其中Na+水平向右移動.若測得4s內(nèi)分別有1.0×1018個Na+和Cl?A。水平向左0.8A B.水平向右0.08A

C.水平向左0.4A D.水平向右0.04A【答案】B【解析】解：由題意可知,4s內(nèi)流過截面上的電量q=1.0×1018×1.6×10?19+1.0×1018×1.6×10?19=0.32C;

鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示()A。電路中每通過1C的電量，電源就把2J的電能轉化為化學能

B。蓄電池兩極的電壓為2V

C。蓄電池在1秒內(nèi)將2J的化學能轉化為電能

D。蓄電池將化學能轉化為電能的本領比一節(jié)干電池(電動勢為1.5V)的大【答案】D【解析】【分析】

電動勢是一個表征電源特征的物理量.定義電源的電動勢是電源將其它形式的能轉化為電能的本領，在數(shù)值上,等于非靜電力將單位正電荷從電源的負極通過電源內(nèi)部移送到正極時所做的功.它是能夠克服導體電阻對電流的阻力，使電荷在閉合的導體回路中流動的一種作用.常用符號E(有時也可用ε)表示，單位是伏(V)．

本題關鍵是明確電動勢的概念、物理意義、單位；同時應該知道:電動勢的方向規(guī)定為從電源的負極經(jīng)過電源內(nèi)部指向電源的正極,即與電源兩端電壓的方向相反．

【解答】

A。鉛蓄電池的電動勢為2V，表示非靜電力將單位正電荷從電源的負極通過電源內(nèi)部移送到正極時所做的功為2J，即2J化學能轉化為電能，故A錯誤；

B.電源兩極間電壓，當電源不接入電路時，等于電源的電動勢;當接入電路時，小于電源的電動勢，故B錯誤；

C.電源每通過1C電量，電源把2J的化學能轉變?yōu)殡娔?，不是?s內(nèi)將2J的化學能轉變成電能.故C錯誤；

D。電源的電動勢是表示電源將其它形式的能轉化為電能的本領，鉛蓄電池的電動勢比一節(jié)干電池的電動勢大,故D正確；

故選D。

有一條橫截面積為S的銅導線,通過的電流為I.已知銅的密度為ρ,摩爾質量為M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA,電子的電量為e.若認為導線中每個銅原子貢獻一個自由電子，則銅導線中自由電子定向移動的速率可表示為()A.IMρSNAe B。IρMSN【答案】A【解析】解：設銅導線中自由電子定向移動的速率為v，導線中自由電子從一端定向移到另一端所用時間為t.則導線的長度為l=vt，體積為V=Sl=Svt，質量為m=ρvtS，這段導線中自由電子的數(shù)目為n=mMNA=ρvtSMNA

在t時間內(nèi)這些電子都能通過下一截面，則

電流I=qt=net二、多選題如圖為一塊手機電池的背面印有的一些符號，下列說法正確的是()A。該電池的容量為500mA?h

B.該電池的電動勢為3.6V

C.該電池在工作1小時后達到的電流為500mA

D。若電池以10mA的電流工作，可用50小時【答案】ABD【解析】解：A、B由電池的銘牌讀出：該電池的容量為500mA?h,電動勢為3.6V.故AB正確．

C、若該電池只連續(xù)工作1小時時，電流為I=500mA.不是工作1小時后才能達到500mA；故C錯誤．

D、由q=It得知，若電池以10mA的電流工作，可用50小時.故D正確．

故選：ABD．

有一橫截面積為S的鋁導線，當有電壓加在該導線上時，導線中的電流強度為I.設每單位體積的導線中有n個自由電子，電子電量為e,此時電子定向移動的速度為v，則在△t時間內(nèi)，通過導體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A.nvS△t B.nv△t C.I△te D.【答案】AC【解析】解:在△t時間內(nèi),以速度v移動的電子在銅導線中經(jīng)過的長度為v△t,由于銅導線的橫截面積為S，則在△t時間內(nèi)，電子經(jīng)過的導線對應體積為v△tS.又由于單位體積的導線有n個自由電子，在△t時間內(nèi)，通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N=nvS△t．

由于流經(jīng)導線的電流為I，則在△t時間內(nèi)，流經(jīng)導線的電荷量為I△t,而電子的電荷量為e，則△t時間內(nèi)通過導線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為N=I△te.故AC正確，BD錯誤;

故選:AC如圖，光滑絕緣的水平面桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導體框.勻強磁場區(qū)域寬度為2L、磁感應強度為B、方向垂直桌面向下.導體框的一邊跟磁場邊界平行，在外力作用下以恒定速度v穿過磁場.下列說法正確的是()A.穿過磁場過程，外力做的功為2B2L3vR

B.穿過磁場過程，導體框產(chǎn)生的焦耳熱為2B2L【答案】ABC【解析】【分析】

根據(jù)安培力公式F=BIL，結合法拉第電磁感應定律，與閉合電路歐姆定律,及力做功表達式,即可求解;根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，即可求解；依據(jù)電量表達式q=It，及法拉第電磁感應定律，及閉合電路歐姆定律，即可推導電量的綜合表達式，從而求解；根據(jù)楞次定律，結合法拉第電磁感應定律，及閉合電路歐姆定律，即可求解。

考查法拉第感應定律與閉合電路歐姆定律，及楞次定律的內(nèi)容，掌握安培力與力做功表達式，理解電量的綜合表達式的推導，注意當線圈完全進入磁場時，線圈中沒有感應電流，只有在進與出過程中，才有磁通量的變化。

【解答】

A。根據(jù)法拉第電磁感應定律,及閉合電路歐姆定律,則線圈穿過磁場過程產(chǎn)生的感應電流大小I=BLvR,依據(jù)安培力公式F安=BIL=B2L2vR，根據(jù)力做功表達式W=FS,那么只有在進與出磁場過程中,才有安培力，因此安培力做功W安=B2L2vR×2L=2B2L3vR，由于在外力作用下以恒定速度v穿過磁場，則外力做的功為2B2L3vR，故A正確；

B關于電流，下列說法中正確的是()A。通過導體橫截面的電荷量越多，電流越大

B。在國際單位之中，電流的單位是A

C。單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量越多,導體中的電流就越大

D.因為電流有方向，所以電流是矢量【答案】BC【解析】解：AC、根據(jù)I=qt可知，電流等于單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電量,通過導體的橫截面的電荷量多，電流不一定大，還要看時間,故A錯誤，C正確；

B、在國際單位之中，電流的單位是安培,簡稱安,符號：A，故B正確；

D、電流的方向是認為規(guī)定的，所以電流是一個標量，故D錯誤；

故選:BC．如圖所示為兩個不同閉合電路中的兩個不同電源的U?I圖象，則下述說法中正確的是()A。電動勢E1=E2，內(nèi)阻

rl>r2

B。電動勢E1=E【答案】BCD【解析】解：A、B、U?I圖象中與U軸的交點表示電源的電動勢,斜率表示內(nèi)阻，電動勢E1=E2，內(nèi)阻r1<r2，故A錯誤，B正確；

C、U?I圖象與I軸的交點表示短路電流，故發(fā)生短路時的電流I1>I2，故C正確；

D、根據(jù)U=E?Ir可知,△U=?r?△I,內(nèi)阻三、計算題如圖所示，電路中接電動勢為4V，內(nèi)電阻為2Ω的直流電源，電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為4Ω，電容器的電容為30μF，電流表的內(nèi)阻不計，當電路穩(wěn)定后．

(1)求電流表的讀數(shù)；

(2)求電容器所帶的電荷量；

(3)如果斷開電源,求通過R【答案】解：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律：I=ER3+R4+r=44+4+2A=0.4A

故電流表的讀數(shù)為0.4A．

(2)U3=IR3=0.4×4V=1.6V

Q=CU3=4.8×10?5C

故電容器所帶的電荷量為4.8×【解析】(1)在該電路中，R1和R2被電流表短路，即該電路由R3、R4、和電流表構成串聯(lián)電路,根據(jù)閉合電路歐姆定律去求電流表的讀數(shù)．

(2)電容器并聯(lián)在R3的兩端，電容器兩端的電壓等于R3兩端的電壓，根據(jù)Q=CU3求電容器所帶的電荷量．

(3)斷開電源,電容器會出現(xiàn)放電，因R1、質量為m邊長為L,單位長度電阻率為ρ的正方形導線框以速度V從垂直于紙面方向的勻強磁場下邊界豎直拋入(其中V<2gL)。運動了時間t后離開磁場.求線框離開磁場時速度大小。(已知重力加速度為g且忽略空氣阻力)

【答案】解：因為V<2gL設線框上升的距離為h，根據(jù)Fq=It=I線框上升過程和下降過程中沖量相等；向上運動過程中,根據(jù)動量定理

mgt向下運動過程中，mgF聯(lián)立解得

m(v+v線框離開磁場時速度大小gt?v【解析】本題考查電磁感應的綜合問題，注意安培力沖量的分析。根據(jù)FA=BIL，q=It，E=BLv,

如圖所示,傾角θ=30°、寬L=1m的足夠長的U形光滑金屬導軌固定在磁感應強度大小B=1T、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上.一根質最m=0.2kg，電阻R=1Ω的金屬棒ab垂直于導軌放置.現(xiàn)用一平行于導軌向上的牽引力F作用在棒上，使ab棒由靜止開始沿導軌向上運動,運動中ab棒始終與導軌接觸良好.導軌電阻不計，重力加速度g取(1)若牽引力恒定，定性論述ab棒的運動過程．(2)若牽引力的功率P恒為72W,則ab棒運動的最終速度v為多大？(3)當ab棒沿導軌向上運動到某一速度時撤去牽引力,從撤去牽引力到ab棒的速度為零,通過ab棒的電量q=0.48C，則撤去牽引力后ab棒滑動的距離S多大?【答案】解:(1)ab棒先做加速度逐漸減小的加速運動，即圖線的斜率逐漸減小，最終做勻速直線運動,即圖線與時間軸平行，v?t圖象如圖所示.

(2)當以恒定功率牽引ab棒時，P=Fv…①

I=BLvR…②

F安=BIL…③

F?(mgsinθ+F安)=0…④

代入數(shù)據(jù)得:v=8m/s

(v=?9m/s舍去)…⑤

(3)設撤去F后ab棒沿導軌向上運動到速度為零時滑動的距離為s,通過ab的電荷量q=I△t，…⑥

又

I=ER…⑦

E=△Φ△t…⑧

△Φ=BLS…⑨

聯(lián)立⑥⑦⑧⑨【解析】